高炉炉体钢结构构件的焊接及质量检验评定标准.docVIP

高炉炉体为例钢结构构件的焊接及质量检验评定标准 一、钢结构构件常用的焊接方法及分类 ㈠、焊接方法概述 焊接是借助于能源，使两个分离的物体产生原子（分子）间结合而连接成整体的过程。根据对象和用途大致可分为建筑焊接结构、和容器焊接结构、管道焊接结构、导电性焊接结构四类。钢结构包含了这四类焊接结构。选用的结构材料是钢材，而且大多为普通碳素钢和低合金结构钢，常用的钢号有Q235、16Mn、16Mnq、15MnV、15MnVq等。主要的焊接方法有手工电弧焊、气体保护焊、自保护电弧焊、埋弧焊、溶嘴电渣焊、窄间隙坡口焊、螺栓焊、点焊等。 ㈡、手工电弧焊 依靠电弧的热量进行焊接的方法称为电弧焊。手工电弧焊是用手工操作焊条进行焊接的一种电弧焊，是钢结构焊接中最常用的方法。 ㈢、气体保护电弧焊 又称为融化极气体电弧焊，以焊丝和焊件作为两个极，两极之间产生电弧热来融化焊丝和焊件母材。同时想焊接区域送入保护气体，使电弧融化的焊丝、熔池及附近的母材与周围的空气隔开，焊丝自动送进，在电弧作用下不断溶化，与溶化的母材一起融合，形成焊缝金属。 ㈣、自保护电弧焊 自保护电弧焊曾称为无气体保护电弧焊。与气体保护电弧焊相比抗风性好，风速达10m/s时仍能得到无气孔而且力学性能优越的焊 缝。由于自动焊接，因此焊接效率极高。焊枪轻不用气瓶，因此操作十分轻便。但焊丝价格比CO2保护焊的要高。 ㈤、埋弧焊 埋弧焊是电弧在可溶化的颗粒状焊剂覆盖下燃烧的一种电弧焊。向溶池连续不断送进的裸焊丝，既是金属电极也是填充材料，电弧在焊剂层下燃烧，将焊丝、母材溶化而形成溶池，焊融的焊剂成为溶渣，覆盖在液态金属溶池的表面，使高温溶池金属与空气隔开，焊剂形成溶渣除了起保护作用外，沿海与溶化金属参与冶金反应，从而影响焊缝金属的化学成分。 ㈥、溶嘴电渣焊（CES焊接） 溶嘴电渣焊是一种立向位置的自动焊接方法，在钢制滑块围起的焊接区，中间安置溶嘴，通过溶嘴连续供给焊丝，以通过溶化渣的电流产生的电阻热为热源，在溶化焊丝和焊嘴的同时，待连接的母材坡口也溶化而进行的焊接方法。 二、焊接应力及焊接变形 ㈠、焊接应力 焊接过程中，焊接热源对焊件进行局部加热，产生了不均匀的温度场，导致材料热胀冷缩的不均匀。处于高温区域的材料在加热（冷却）过程中会产生有较大的伸长（收缩）量，但由于受到周围材料的约束而不能自由伸长（收缩）。于是在焊件中产生内应力，使高温区的材料受到挤压（拉伸）产生塑性变形。同时，金属材料在焊接过程中随着温度的变化还会发生相应的相变，不同的金属组织是有不同的 性能，也会引起 的变化，对焊接应力及变形产生不同程度的影响，于是焊接过程对焊件进行了局部的、不均匀的加热是产生焊接应力和焊接变形的主要原因。 焊接过程中，应力变形是随时间而改变的，当焊件温度降至常温时，残存与焊件中的应力称为焊接残余应力；残留的变形称为焊接残余变形，焊接应力及变形的分布和大小与被焊材料的线膨胀系数、弹性模量、屈服点、焊件尺寸、形状和温度场等因素有关，而温度场又与被焊材料的热导率、热容、密度、焊接工艺参数、环境条件等密切相关。任何因素的波动均会对应力和变形产生影响。 ㈡、焊接变形的种类 焊接变形可分为线性缩短、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪形失稳变形等。 线性缩短：是指焊件收缩引起的长度缩短和宽度变窄的变形，有纵向缩短和横向缩短之分。 线性缩短的规律： ⑴、线膨胀系数大的材料焊后焊缝收缩量大。 ⑵、焊缝长度长的收缩量大。 ⑶、一般对接焊缝的纵向收缩量为0.15—0.3mm/m；角焊缝的纵向收缩量为0.2—0.4mm/m；断续角焊缝为0—0.1mm/m。 ⑷、横向收缩量随着焊缝宽度的增加而增加，同一条焊缝的横向收缩量约相当于2—4m长的焊缝的纵向收缩量。也就是说焊缝的横向收缩是主要的。角焊缝的横向收缩比对接焊缝的横向收缩小；断续角焊缝 比连续角焊缝小。 ⑸、多层焊时，第一层最大、第二层约为第一层的20%，第三层为第一层的5%—10%，最后几层更少。 ⑹、在刚性固定条件下焊接收缩量大约能减少40%—70%；但焊后有较大的焊接残余应力；角变形是由于焊缝截面形状在厚度方向上不对称引起的；波浪变形大面积薄板拼焊时，在内应力作用下产生能够失稳而成为波浪变形；扭曲变形一旦产生则难以矫正，主要由于装配质量不好，工件搁置不正，焊接顺序和方向安排不当造成的，在施工中特别引起注意。 ㈢、焊接残余应力和变形的控制 在钢结构施工中，不仅要考虑到强度、稳定性、经济性，而且必须考虑焊缝将产生的应力、变形对机构的影响。通常有以下几点： ⑴、在钢结构施焊中考虑卡具以减少焊接变形的可能性。 ⑵、合理的安装焊接方法和焊接参数。 ⑶、反变形法（由于预拼装焊接产生的变形）。 ⑷、刚性固定。 ⑸、锤击法。 ⑹、强迫冷却法。 ⑺、预热和焊后热处理。 三、常见焊接